收音机课程设计报告

1通信电子线路课程设计报告FM收音机的制作FM无线麦克风设计姓名：尹仲勋，曾方圆，林培达班级：07通信1学号：200730590128200730590129200731010318指导老师：陆健强，蔡坤，俞龙，黄双萍日期：2010.6.7～2010.6.15华南农业大学工程学院I摘要随着科学技术的发展，调频收音机的应用十分广泛，尤其消费类占有相当的市场。从分离元件组成的收音机到由集成电路组成的收音机，调频收音机技术已达到十分成熟的地步。在众多种收音机中，调频收音机以较高的技术含量和较高的音质得到了广泛的欢迎。调频发射机也以其良好的发射效果而被广泛应用。FM收音机和FM无线麦克风组成了性能较好的发射接收系统。本论文主要介绍了利用分立元件组成的FM收音机和FM无线麦克风的设计全过程，包括电路各个模块参数的计算，电路各个模块的分析，电路板的焊接过程、调试过程，讨论了在设计过程中遇到的问题以及如何解决问题。本次课程设计成果，基本上满足要求，性能指标符合。FM无线麦克风能够很好发射频率，而FM收音机电路的缺点是伴有音质噪声，需进一步改进。关键词：FM收音机、FM无线麦克风、焊接、调试II目录1.前言........................................................12电路设计....................................................22.1FM收音机设计····································································22.2FM无线麦克风设计······························································83．电路焊接、调试............................................103.1电路板焊接········································································103.2电路板调试········································································104.讨论及进一步研究建议.......................................145.课程设计心得...............................................15Abstract.....................................................16参考文献.....................................................17附录.........................................................181.前言调频收音机（FMRadio）一直在人们的生活娱乐中占有非常重要的地位。从老式的晶体管收音机到今天的网络收音机，说明通过广播享受生活一直是人们喜欢的生活方式目前调频式或调幅式收音机，一般都采用超外差式，它具有灵敏度高、工作稳定、选择性好及失真度小等优点。FM无线发射机FM麦克风一样，是人们生活中常用的，具有重要应用。因此，高音质的FM收音机和高质量的FM无线麦克风的制作具有重要意义。22电路设计2.1FM收音机设计设计指标：天线输入信号频率：87~108MHz本振部分：（1）输出本振频率为77.3~97.3MHZ可调混频部分：（1）设计谐振频率为10.7MHZ的中频谐振回路（2）混频输出频率为10.7MHZ中频部分：（1）３０dB功率增益（2）陶瓷滤波器输出端为10.7MHZ调制信号检波部分：（1）设计一个FM斜率鉴频的并联谐振回路（2）检波输出为音频信号低频功放部分：音频信号的幅度可调整体框图：图1收音机整体框图32.1.1FM收音机电路各个模块参数的计算1、调谐电路参数计算15PF0VC=3~20PF1287.5~108MHzL1=0.095uH12图2调谐回路调谐回路是由可变电容VC并上一15PF电容和天线线圈L1组成。调节可变电容VC可使LC回路的固有频率等于电台频率，产生谐振，以选择不同频率的电台信号。同时，调谐回路还有一个重要的作用，就是采用部分接入，将信号很好地耦合到下一级电路中去。谐振频率范围的计算：已知天线端的接收频率范围是87.5MHZ~108MHZ，薄膜介质可变电容VC的值为3~20PF,通过并联一个15PF电容，可减少容量变化量。1)谐振频率范围计算：∵12fLC∴maxmaxminminfcfc=20151.39315(其中maxf为最高接收频率，minf为最低接收频率；maxc为可变电容最大容量，minc为可变电容最小容量)∵minf＝87.5MHz∴maxf≈1.39×87.5MHz≈122MHz4由上分析，可知谐振频率范围在87.5～122MHz范围内，但布线寄生容量及晶体管电极间容量会导致谐振频率降低。2）线圈1L计算：取谐振频率为87.5MHz，此时22212612110.0954487.5103510HfCL利用电感计算小软件，可以根据我们需要的电感值绕线圈，以4㎜的笔芯为轴，绕制大概5圈即可。2本振电路参数计算图3本地振荡电路本振条件：正反馈（相位条件）幅度(反馈量要足够大）本图为克拉伯振荡电路，由晶体管、可变电容、瓷片电容和5V稳压管等组成。它能产生稳定高频振荡信号，振荡频率总是比输入的电台信号高10.7MHz。1）线圈L3计算：5如图，∵1201020104.334.311172222CPF设此时谐振频率为87.5－10.7＝76.8MHz，则22222612110,1254476.81034.310LHfC利用电感计算小软件，可以根据我们需要的电感值绕线圈，以4㎜的笔芯为轴，绕制大概6圈即可。2）本振电路振荡频率计算：当薄膜介质可变电容调至最小时（3PF），此时，振荡频率最大，为6122211108220.1251017.310fMHzLC此时谐振频率为108－10.7＝97.3MHz由上分析，可知本振的振荡频率为76.8～97.3MHz，在高于76.8～97.3MHz的频率时产生振荡，但由于寄生容量等因素，振荡频率会低于设计值。3中放检波电路参数计算0.01uL4C127P3303300.0100.01u000003274618+-V+V-OUTOS1OS20.01u+9v1002SC26690L30C27PCF3300.01u+10u图4中放检波电路检波电路参数计算：6C27pL4=7ufC127p图5FM检波电路图6S曲线如图所示，FM鉴频的工作原理是将频率的改变更换为对电压的改变（原理）S特性曲线中，Hf为11MHZ，Lf为10.4MHZ,L4的取值范围是5.5～7.9uH,取7uH进行计∵4112HfLC∴12262641129.9()44(1110)710CpffL再取1C=27pf计算，则,41212()LfLCC∴21122262624115.5()44(10.410)710CCCpffLL则2C取值为7pF2.1.2FM收音机电路各个模块的分析1、本振采用克拉伯电路原因分析当晶体管为有源器件时，它的工作状态（电源电压或周围温度）有所改变，即引起振荡频率的变化，为了维持晶体管的参数不变，可采用稳压电源和恒温措施。除了上述方法，还可以采用高稳定度LC振荡器电路，克拉伯电路即是其中的一种。下面讲讲为何克拉伯电路可提高振荡稳定度。如图，1C3C,2C3C,3C为可变电容，它的作用是将HfLf10.411MHz0f10.77L与1C、2C分隔开，使反馈系数仅取决于1C和2C的比值，振荡频率则基本上由3C和L决定。这样，3C就减弱了晶体管与振荡回路之间的耦合，使折算到回路内的有源器件参数减小，提高了频率稳定度。另一方面，不稳定电容则与1C、2C并联，基本上不影响振荡频率。3C越小，则频率稳定度越好，但起振也越困难，因此，3C也不可以无限制地小。图7克拉伯电路2、混频电路采用基极注入方式原因分析在我们制作的FM收音机当中，混频电路采用了基极注入方式，由于sf与oscf两种信号注入同一个基极，所以具有相互干扰的缺点。但为何还采用基极注入方式而不用其它呢，主要是因为与发射极注入方式相比，本机振荡信号的电平较小，也就是说，此种电路的输入阻抗较大，比较容易起振，需要的本振注入功率也比较小。因此采用了此种方式，10uH12fosc~fs~图8基极注入方式混频电路83采用去加重电路原因分析FM收音机的音质较好，其频率可调至很高，但噪声成分也随着高频率而变大，因此，FM收音机要有衰减高音的特性，也成为去加重，它可衰减存在于高频中的噪声。4采用去耦电路原因分析由于各个电路都共电源，因此通过电源电路会有少许信号由输出端返回输入端，这样，会由于重叠若干级放大电路而引发振荡。为防止通过电源电路的信号返回，我们就必需进行去耦处理，去耦电路在高频电路中是非常重要的。2.2FM无线麦克风设计设计指标本振部分：（1）输出本振频率为90MHZ左右（2）用变容二极管对FM进行调制。高频放大电路：缓冲放大器的功能；稳压电路：改善振荡电路的频率变化。整体框图图9FM无线麦克风整体框图92.2.1FM无线麦克风电路各个模块参数的计算1振荡电路参数计算我们这发射部分的振荡电路仍旧是采用克拉普电路，如下图所示：+3v+3v2sc27861K47K47K33K10K50KVR22pC110pC37pC40.01u5pC522pFC20.001uCD1sv1610.19uHL图10FM无线麦克风振荡电路这是考毕兹电路的改进型，变化之后，电路的稳定性提高了。在这电路中振荡频率的计算如下：f=1/{2*pi*sqr[L*Cv+L/(1/C1+1/C2+1/C3)]}我们预计需要90MHz的频率，便可由上式计算出L=0.19uH103．电路焊接、调试3.1电路板焊接在焊接电路的时候，要特别细心，根据我们焊接的经验，提出以下几点注意事项：1、要注意安全；2、注意各中周及振荡线圈的位置不能互换；3、在焊接线圈是要注意将其表层的绝缘层刮去，使其与电路导通；4、电解电容、二极管极性以及三极管e、b、c不能出错；5、各元器件高度应适当，所有元器件高度均不能超过中周的高度；6、焊接要控制好焊锡的量，并且要防止虚焊7、要根据电路图恰当布线，对于高频电路，布线非常重要，在布线的时候，要尽量走短路线，避免跳线，而且要大面积铺地3.2电路板调试在此次课程设计里，除了焊接工艺，调试电路是个很重要的部分，收音机的调试需要我们有很大的耐心，也间接体现了我们的电路分析能力，解决问题能力，是综合能力素质的体现。收音机和发射机的调试时要注意以下几点：1.对各晶体管e、b、c三极静态工作电压测量。2.整机电流及断点电流测量（在测量断点电流前断点电流测试点不应连接上）。3、各点波形记录和频率的测量4收音机中周的绕制保证在输入10.7MHZ信号时输出波形达到最大不失真5线圈的绕制要根据电感计算小软件来计算电感值，从而得到我们所需要的电感值3.2.1收音机调试1、本地振荡器11图12本振最小频率图13本振最大频率将收音机接上9V直流稳压电源，频谱仪接本振电路输出端，通过调节双联电容，可以得到本振的最大最小振荡频率，具体内容可见3.1.2本振参数的计算。如图可知，本地振荡器的最小振荡频率为73.3MHZ，最大振荡频率为101.8MHZ,与理论值本振振荡频率为76.8～97.3MHz接近。2、混频电路图14输入天线信号图15中频信号图16本振信号12将收音机接上9V直流稳